Geri dönüştürülmüş plastikler artık ambalajda yaygın bir konu. İnsanlar israfı azaltmak istiyor. Kanun, şirketlerin eski ambalajları geri almasını gerektiriyor. Marka daha fazla geri dönüştürülmüş malzeme kullanmayı vaat ediyor. Bu nedenle üreticiler makinelere ne kadar geri dönüştürülebilir plastik koyabileceklerini test ediyor. Buna plastik torba makineleri de dahildir. Cevap basit: on yıldan fazla bir süre önce. Ancak bu hala birçok hedefin çok gerisinde.
Büyük vaatler ile makinelerin yapabilecekleri arasındaki fark dikkatli bir çalışmayı hak ediyor. Geri dönüştürülmüş plastikler birçok soruna neden olur. Makineyi daha hızlı aşındırırlar. Çıktı kalitesini düşürürler. Sürecin istikrarını değiştirirler. Ürün tutarlılığını zayıflatırlar. Bu kısıtlamaları anlamak, geri dönüştürülmüş malzemeleri kullanmamamız gerektiği anlamına gelmez. Bu da onları akıllıca kullanmamız gerektiği anlamına geliyor.
1. Makinenin Girişindeki Kirlenme Sorunu
Plastik poşet makinelerine girmeden önce her türlü polimer toplanır, ayıklanır, temizlenir ve granül haline getirilir. Her adım, yeni reçinede bulunmayan bir fark katıyor.
Tüketici-sonrası geri dönüştürülmüş polietilen (PCR-PE), geri dönüştürülmüş alışveriş torbalarının önemli bir bileşenidir. Ancak nadiren temiz bir türdür. LDPE filmi, yüksek-yoğunluklu polietilen (HDPE) şişeleri, polipropilen kapakları, kağıt etiketleri, yapıştırıcıyı ve küçük yiyecek topaklarını karıştırır. Temizleme ve ayırma sonrasında bile mekanik geri dönüşüm onu yeni malzemeler kadar saf yapmaz.
Bu nedenle pratikte yenilenen parçacıklar değişen derecelerde:
- Nem: Geri kazanılan parçacıklar iyi kurumazsa üflenen filmde kabarcıklar, çizgiler ve yüzey kusurları oluşabilir. Yeni LDPE ekstrudere girdiğinde genellikle 200 ppm'den az su içerir. Ancak, uygun şekilde kurutulmadığı takdirde tüketimden sonra daha fazla KKD geri dönüştürülecektir.
- PE-olmayan öğeler: Polipropilen ve diğer farklı polimerler filmde zayıf bir nokta oluşturabilir. Toplam ağırlığın %1'inden az olsalar bile lokal zayıflıklara neden olabilirler. Bu noktalar dart düşüşünün etkisini azaltır.
- Kalan Renk ve Mürekkep: Eski ambalajdaki boya ve mürekkep kalıntıları, son filmin rengini daha az tekdüze hale getirir. Doğal veya açık-renkli torbaların, büyük miktarda geri dönüştürülmüş malzeme kullanıldığında temizlenmesi özellikle zordur.
2. Reolojik Değişkenlik ve Ekstrüzyon Kararlılığına Ne Yapar?
Every plastic shopping bag machine that uses blown film requires a steady flow of melt from the polymer into the extruder. Melt Flow Index (MFI) is a measure of how easily polymers flow under a certain weight. It is the most important setting to keep bubbles stable and film thickness uniform.
Yeni LDPE genellikle dar bir MFI aralığında üretilir; kullanıma bağlı olarak genellikle 0,3-2,0 g/10 dakikadır. Bununla birlikte, tüketici sonrası geri dönüştürülmüş polietilenin MFI değişiklikleri, tek kullanımdan sonra bile genellikle ± %30 – 50'dir. Bunun nedeni, geri dönüştürülmüş malzemenin farklı üreticilerin farklı kalitelerdeki reçinelerinin karışımından yapılmış olmasıdır.
Çalışma sırasında MFI değiştiğinde, vida hızıyla aynı çıkış hızı değişimini korumak gerekir. Kalıp boşluğundaki basınç değişir. don çizgisi yüksekliği yüksekliği değişir. Bütün bu değişiklikler film kalınlığını etkiler. Stabil ham reçine hattında genişlik ± %3 – 5 kalabilir. Geri dönüştürülebilir malzemelerin su içeriği ± %10 – 15'tir ve malzeme kıvamı zayıftır. Bu durum bez torbanın sağlamlığını ve sızdırmazlık kalitesini doğrudan etkiler.
Operatörler bu sorunu vida geri basıncını artırarak veya kalıp sıcaklığını değiştirerek çözmeye çalışırlar. Ancak yem bir partiden diğerine önemli ölçüde değiştiğinde ne kadar ayarlayabileceklerinin bir sınırı vardır.
3. Termal Bozunma ve Molekül Ağırlığının Azaltılması
Polietilen her işlendiğinde ısı ve oksijenden ayrışır. İlk membran oluşumu sırasında polimer bir kez ısıtılır. Mekanik geri kazanım sırasında granülasyon sırasında yeniden ısıtılırlar. Geri dönüştürülen parçacıklar plastik torba makinesine girerken üç kez ısıtılır.
Her ısıtma adımı zincirin kırılmasına neden olur. Bu, uzun polimer zincirlerinin daha kısa parçalara ayrılabileceği anlamına gelir. Bu moleküler ağırlığı azaltır. Bu, kırılma sırasındaki gerilme mukavemetini ve uzamayı azaltacaktır. Her damla farklıydı. Çoğu şey orijinal reçinedeki stabilizatörlere bağlıdır. Ancak genel etki ölçülebilir.
Mekanik olarak geri dönüştürülmüş LDPE üzerinde yapılan çalışmalar, iki veya üç yeniden işleme döngüsünden sonra çekme mukavemetinin yeni malzemelere kıyasla %15-30 oranında azaldığını göstermektedir. Çoğu durumda kırılma uzaması çekme mukavemetinden daha hızlı azalır.
Bileşiğe antioksidan stabilizatörlerin eklenmesi bu bozulmanın azaltılmasına yardımcı olabilir. Ama daha çok harcıyorlar. Doğru miktarlara ihtiyaçları var. Bu süreçte kontrol edilmesi gereken bir şey daha eklendi.
4. Makine Aşınması ve Bakım Sıklığı
Kirlenmiş geri dönüştürülmüş malzemeler ekstruder parçalarını yeni malzemelere göre daha hızlı aşındırır. Bu, aşağıdakilere yansır:
Tornavidalarda ve silah namlularında aşındırıcı aşınma: Kum, cam parçaları ve kağıt etiketlerdeki kalsiyum karbonat, tornavidalar ve silah namlularındaki zımpara kağıdı gibidir. Yeni bir reçine hattında saplamalar birkaç yıl boyunca sürekli olarak çalışabilir. Kirli geri dönüştürülebilir malzemelerle bu süre daha kısa olacaktır. Bu, vidaların ve kovanların ne kadar kir ve ne kadar sert olduğuna bağlıdır.
Halojenli kirleticilerin korozyon aşınması: PVC içeri girerse (ayırma tamamlanmadığında), işleme sıcaklıklarında hidroklorik asit açığa çıkarır. Hidrojen klorür namlu çeliğine ve kalıp yüzeylerine zarar verir. Sadece %0,1-0,5 PVC bile.
dudak birikmesi (Kalıp Dudak Salyası): Kalıp Dudakta biriken geri dönüştürülebilir malzemedeki küçük kırık moleküller ve kalıntılar. Bu, daha fazla temizliğin durması anlamına gelir. Yeni bir reçine hattında her vardiyada standart torbalar üretilmekte ve temizlenmektedir. Çok sayıda geri dönüştürülmüş malzemenin ve zayıf stabilizatörlerin bulunduğu hatlarda bunların her saat başı veya daha sık temizlenmesi gerekir. Bu doğrudan makinenin çalışma süresini azaltır.
Bu bakım sorunları, çıktının kilogramı başına maliyeti artırır. Geri dönüştürülmüş içeriği kullanmanın toplam maliyeti göz önüne alındığında bu maliyet genellikle yetersizdir.
5. Film Optik ve Mekanik Kalite Eşikleri
Plastik torba makineleri yeni ve geri dönüştürülmüş malzemelerin karışımından yapılabilir. Ancak geri dönüştürülmüş malzeme miktarı arttıkça kalite giderek düşüyor. Sektör deneyimine göre standart bir perakende poşetin pratik limiti %30-50 PCR'dir. Ayrıca, geri dönüştürülmüş malzemeler temiz olduğu ve sabit MFI'ya sahip olduğu sürece kalite önemli ölçüde düşmeye başladı.
Bunun ötesinde, bazı kalite göstergeleri daha da kötüleşiyor:
- Dart Düşme Darbe Dayanımı (ASTM D1709): Bu, önemli bir güvenlik testi çantası gücüdür. Jel olması ve molekül ağırlığının düşük olması nedeniyle daha fazla PCR ile azalır. Torbalar limitin altında kullanıldığında kırılabilir. Bu durum müşteri şikayetlerine ve olası hukuki sorunlara yol açabilir.
- Bulanıklık ve berraklık: Geri dönüştürülmüş PE neredeyse her zaman yenisinden daha çamurludur. Çıkarılması gereken torbalar için-meyve torbaları, giysi torbaları veya taşıma amaçlı mağaza torbaları gibi-yüksek PCR, ürün talebini karşılamaz.
- Sızdırmazlık mukavemetinin tutarlılığı: Conta bölgesindeki kir nedeniyle dikişler daha ince olacaktır. PCR'nin artmasıyla birlikte termal contanın sıcaklık aralığı giderek daralıyor. Bu, daha sıkı sıcaklık kontrolünün gerekli olduğu anlamına gelir. Birçok eski çanta üreticisi bunu yapamaz.
6. Düzenleme ve Etiketleme Kısıtlamaları
Fiziksel kısıtlamalara ek olarak, malzemeleri geri dönüştürmek için plastik alışveriş poşeti makinelerini kullanan üreticiler, değişen kurallarla da uğraşmak zorunda kalacak. Bu kurallar nihai ürün hakkındaki düşüncelerini etkiler.
Amerika Birleşik Devletleri'nde FTC'nin Yeşil Kılavuzları (16 CFR Bölüm 260), "içerik geri dönüşümü" etiketleri de dahil olmak üzere çevresel iddialara ilişkin kuralları belirler. İddialar, gerçek PCR yüzdesini gösteren belgesel kanıtlarla desteklenmelidir. Kanıtlanabilecek olandan daha büyük çevresel faydaları da iddia edemezler.
Avrupa Birliği'nde, Avrupa Yeşil İddialar Direktifinin (2023'te uygulamaya konulan ve halen geliştirilme aşamasında olan) içerik iddialarının geri dönüşümüne yönelik daha katı sertifikasyon kuralları getirmesi bekleniyor. Buna üçüncü-taraf incelemeleri de dahildir. Hibrit geri dönüştürülmüş malzeme üreticilerinin, geri dönüşüm tesisine kadar tüm süreci belgelemesi ve takip etmesi gerekecektir.
Bu ekstra ofis işi ekler. Dünyadaki çanta üreticilerinin büyük bir bölümünü oluşturan-küçük çanta üreticileri-gerçekte ellerinde bulunan az miktardaki geri dönüştürülmüş içerikle karşılaştırıldığında yükü çok büyük bulabilirler.
7. Anlamlı İlerlemenin Gerçekte Neleri Gerektirdiği
Plastik alışveriş poşeti makinaları sayesinde daha fazla geri dönüştürülmüş malzemeyi çalıştırmak mümkün. Ancak para gerektirir ve yalnızca makinenin kendisi değil, sistemin çeşitli bölümlerinde de çalışma yapılır.
Hammadde kalite kontrolü: Besleme için net kurallar belirleyin (MFI aralığı, nem sınırları ve kir eşikleri) ve her partiyi kullanımdan önce test edin. Bu olmadan, makine düzeltmeleri planlı bir sistem değil, bir tepkidir.
Uyumlulaştırıcılar ve stabilizatör paketleri: Özel koşullandırıcılar, güç kaybını azaltmaya ve geri dönüştürülmüş malzemelerden kaynaklanan ısı hasarını azaltmaya yardımcı olabilir. Bunlar tedarikçiler tarafından satılmaktadır ancak teknik ekipman gerektirir ve daha pahalıdır.
Makine yükseltmeleri: Kalınlığı değiştiren, sıcaklık kontrolünü iyileştiren ve kalıp şeklini iyileştiren malzemelere yönelik vidalar, gerçek PCR limitini artırabilir. Eski makinelerin %30'un üzerinde geri dönüştürülmüş seviyelerde çalışabilmesi için yeni parçalara ihtiyacı olabilir.
Çözüm
Geri dönüştürülmüş malzemeler kullanan plastik torba makinelerine ilişkin kısıtlamalar gerçek ve açıktır: tutarsız hammaddeler, eşit olmayan eriyik akışları, daha hızlı makine aşınması, daha dar kalite aralıkları ve yeni kurallar koyma. Bunların hiçbiri geri dönüştürülebilir malzemeleri kullanmayı bırakmamız gerektiği anlamına gelmiyor. Demek istedikleri, yüzde hedeflerini yalnızca kontrol edilecek pazarlama kutuları olarak ele almak yerine, teknik dikkatle yaklaşmamız gerektiğidir.
Gerçek ilerleme kaydeden üreticiler, geri dönüştürülmüş içeriği yalnızca satın alma ve değiştirme meselesi olarak değil, malzeme mühendisliği meselesi olarak gören üreticilerdir. Bu, malzeme kurallarına yatırım yapmak, süreçleri takip etmek ve gerektiğinde makineleri yükseltmek anlamına gelir. %20'den %50'ye PCR düz bir çizgi değildir. Ancak doğru teknik altyapıyla bu yapılabilir.
Referanslar:
- Ellen MacArthur Vakfı. Yeni Plastik Ekonomisi: Plastiğin Geleceğini Yeniden Düşünmek. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Ekstrüzyon: Kesin İşleme Kılavuzu ve El Kitabı. William Andrew Yayıncılık, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Plastik Geri Dönüşümü: Zorluklar ve Fırsatlar." Kraliyet Topluluğunun Felsefi İşlemleri B, Cilt. 364, 2009.
- White, James L., Potente, Helmut. Vida Ekstrüzyonu: Bilim ve Teknoloji. Hanser Gardner Yayınları, 2003.
- ASTM Uluslararası. ASTM D1709: Serbest Düşen Dart Yöntemiyle Plastik Filmin Darbe Direncine İlişkin Standart Test Yöntemleri. Güncel basım.
- ABD Federal Ticaret Komisyonu. Çevresel Pazarlama İddialarının Kullanımına İlişkin Kılavuzlar (Yeşil Kılavuzlar), 16 CFR Bölüm 260. Revize Edilmiş 2012.
